Eficacia de extracción de sacarosa de molinos vrs ... · PDF fileEl proceso de...

El proceso de Preparación y extracción de Sacarosa

Mesa Receptoray Lavado

Preparaciónmolienda

ConductoresTandem demolienda

Bagazo

JUGO

Agua

PatioCaña

•Manejo del patio, etc......?•Exceso de lavado y perdida de sacarosa.....?•Eficiencias de extracción en molinos......?•Pérdidas de sacarosa por inversión en molinos•Datos de Sacarosa “Real” y “Polarimétrica” ??

57

164145 141

97120 111

792

456

554

737

0

100

200

300

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500

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700

800

900

Nov 28 Nov 29 Nov 30 Dic 01 Dic 02 Dic 03 Dic 04 Dic 05

part

es p

or m

illón

Dias de comparación

INGENIOCOMPARATIVO SACAROSA EN AGUA DE LAVADO DE MESA DE CAÑA

TEMPORADA INICIAL DE ZAFRA 2001-2002 Y 2002-2003

Cuestionamientos?Galones agua/minuto ?

Si fuesen 3,000?Perdida 2001-2002 es de 1.34 lb/T.C.

Perdida 2002-2003 puede ser 7.17 lb/T.C.

Factor o parámetro critico Ingenio 3 Ingenio 1 Situación del 31/01 al 13/02

Rendimiento Industrial 247.79 218.80 -28.99 Lbs./TC menos

Rendimiento Industrial

Imbibición %caña 28.20 25.02 3.18 % Menor imbibición caña

Extracción Diluida 99.63 97.02 2.61 Menor extracción de jugo

Extracción Pol 96.88 96.35 0.53 % Menor extracción de

sacarosa en molinos

Caña %Pol 13.77 13.02 0.75% menor (aprox. -15 lbs./TC)

Fibra % Caña 13.37 13.16 0.21% Menor fibra

Bagazo% Caña 28.57 28.01 0.56% menos bagazo

Brix Jugo Primario 18.99 17.31 1.68% menos

Brix Jugo Diluido 15.65 14.83 0.82 % menos

Pza Jugo Primario 86.69 87.13 0.44% más

ALGUNOS CASOS DE EVALUACION 2010-2011

Factor o parámetro critico Ingenio 1 Ingenio 2 Observaciones al día 93






sacarosa en molinos

Caña %Pol 15.77 12.91 2.86% menor (aprox. -56 lbs./TC)

Fibra % Caña 13.56 14.33% (Jeffco) 0.77% menor fibra

Bagazo% Caña 29.27 28.95 0.32% menos bagazo



Pza Jugo Primario 85.23 87.13 1.90% más


1. Situación de caída y bajas de rendimiento industrial (Diferencias girando sobre las 6 lbs. /TC) en una

tiempo transcurrido de 10 días (21 al 30 de enero), y sus causas probables???

Factor o parámetro critico Valores o referencias Observaciones

Trash Manual Picos superiores a 5.91% Pérdidas por peso en báscula y en

fabricación (altos %AR, etc.)

Edad de cosecha Menor de 11.5 meses Falta de madurez óptima

Días de ventana óptima de

madurante

Menores de -8.85 a -11.66

días de fecha óptima

Falta de madurez óptima

Pol% Caña entrando 0.32 a 0.39% menos Aprox. 7 lbs./TC menos

Imbibición% caña 0.23 a 0.41% menos Genera menos Extracción Diluida, menos

jugo y menos azúcar entrando.

%Recirculación Miel Final Subida de 1.36% Superior al 21.76 %, potencial pérdida

indeterminada.

Calidad de Caña (%) Bajó 11.65% Bajó de 88.2% a 71.17%

Ingreso de mamones (%) Subió 0.88% Subió de 4.83 a 5.71%

Ingreso de caña con pacaya Subió 6.5% Subió de 3.67 a 10.14%

Ingreso de caña podrida Subió 5.03% Subió de 1.61 a 6.64%

% Preparación pre picadora y

picad1 A

Bajó 14.52% Bajó de 72.02% a 59.5%

% Preparación Picadora 2 y 3 "A" Bajó 17.23% Bajó de 88.13 a 70.90%


1. Situación subida de 7 libras de rendimiento en 1ª semana de febrero, cuáles fueron las causas

probables???

Factor o parámetro critico Valores o referencias Observaciones

Pol% Caña entrando Subió 0.23% Subió de 13.37 a13.60 (aprox. 5 lbs./TC)

Imbibición% caña Subió 0.25% Subió de 25.07 a 25.32%


picad1 A

Subió 23.05% Subió de 59.5% a 82.55

% Preparación Picadora 2 y 3 "A" Subió 23.74% Subió de 70.90% a 94.64

Factor o parámetro critico Temporada

≥ 220

lbs./TC

Temporada

≤ 200

lbs./TC

Observaciones a febrero 2011






sacarosa en molinos

Caña %Pol 13.6 12.1775 1.42 % menor (aprox. -28

lbs./TC)

Fibra % Caña 13.3 12.8525 0.45% Menor fibra

Bagazo% Caña 28.26 27.2825 0.98 % menos bagazo



Pza Jugo Primario 87.11 85.96 1.15% menos


Factor o parámetro critico

Área Industrial

Semana del

28 al 06/03

con. media

202 Lb/TC

Semana 07

al 11/03

con media

220 Lb/TC

Observaciones

Imbibición %caña 24.71 25.17 0.46 % Mayor imbibición caña

Extracción Diluida 97.39 98.45 1.06 % Más extracción de jugo

(cálculos de laboratorio)

Bagazo %Pol 1.77 1.76 Similar comportamiento

(se evaluará con mayor detalle)

Extracción Pol 96.07 96.29 0.22 % Más extracción de sacarosa en

molinos


picad1 A

88.50 63.50 25 % Menor preparación caña


% Preparación Picadora 2 y 3 "A" 94.5 75.32 19.18 % Menor preparación caña


Desfibradora B % prepara 77.38 89.24 11.86 % Mayor preparación caña

Caña %Pol 12.26 13.14 0.88% más azúcar en la caña

(aproximado de +17.6 lbs./TC,

corresponde directo al rendimiento)

Fibra % Caña 12.85 12.86 Similar % más fibra

Brix Jugo Primario 16.46 17.47 1.01% más sólidos y azúcar en caña

(corresponde directo al rendimiento)


EL BALANCE EN MOLINOSBase del calculo de pol en caña

JUGO DILUIDO

CAÑA BAGAZO

AGUA

CAÑA + AGUA = (JUGO DILUIDO + S.S.) + BAGAZO

Por lo tanto:

Desviaciones en Menor cantidad de jugo genera ............ Mayor % Bagazo en cañaMayor % Bagazo en caña genera ........Mayor % Fibra en caña

Menor cantidad de jugo genera ..... Menor calculo de Pol% CañaMenor cálculo de Pol% Caña genera .... Menor calculo de Pérdidas Totales

Menor Calculo de Pérdidas totales genera.....Menor pérdidas Indeterminadas

Imb%Caña: tons Agua/Tons Caña *100 Ext Diluida: Tons J.D./Tons Caña *100Bagazo%Ca: Tons Bzo/Tons Caña *100

EL PROCESO DE LAVADO DE CAÑA

EFECTO CAUDAL DE LAVADO Y SACAROSA EN AGUAEFECTO CAUDAL DE LAVADO Y SACAROSA EN AGUA

INGENIO

Comparativo lavado Caña y ppm sacarosa en agua de lavado

3145.76

620.00

3839.57

922.69

3604.00

782.20

0.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00

3000.00

3500.00

4000.00

4500.00

Caudal Sac en agua

Galo

nes p

or

min

uto

Etapa 3 Etapa 4 Etapa 5

ETAPAS DIAS DE ZAFRA

ETAPA 1 14 AL 22

ETAPA 2 32 AL 40

ETAPA 3 46 AL 55

ETAPA 4 56 AL 66

ETAPA 5 78 AL 84

Ingenio

Comparativo caida brix core sample a primario

Tres etapas de estudio

1.64

1.050.93

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

1

Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3

Galones x min: 3839

Densidad agua: 18.32

Lbs Agua Min: 70330

Hrs Efectivas: 22.66

Lbs Agua Día: 95604441

Millon lbs Agua 95.60

ppm sacarosa 922.00

Lbs Sac Día: 88147.29

Ef Recobrado: 0.82

qq Azuc Dia: 726.33

Rate molienda 288.46

Rate Día: 6923.04

Dif Lb Az día: 10.49

Precio pro Az: 10.00

US$ / Día: 7,263.34

Quetzales/Día: 55,927.70

Galones x min: 3839

Dif Lb Az día: 10.49

ppm sacarosa 620.00

Lb. Az/1000 Gl 2.73

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

18

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10

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/12

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11

27

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11

01

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11

06

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11

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/02

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16

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/20

11

21

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/20

11

26

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11

03

/03

/20

11

08

/03

/20

11

13

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/20

11

18

/03

/20

11

INGENIO AZUCAREROZafra 2010-2011

Sacarosa en efluentes (Lbs/TC)

#1 Tandem A #2 Tandem B

Ingenio 1ZAFRA 2010-2011

Ingenio 2ZAFRA 2001-2002

EFICIENCIA DEL TANDEM

INGENIO

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5 6

MOLINOS

% E

XT

RA

CIO

N

% Extraccion en

cada molino

% Ext. esperada

en c/molino

Datos de lecturas: 1 2 3 4 5 6

A Humedad del Bagazo 54.26 54.06 53.47 52.28 51.14 50.67

B % de Pol en Bagazo 7.97 7.1 4.67 3.24 2.64 1.98

C Brix Jugo Bagacera(Residual) 16.53 10.61 8.52 7.55 4.03 2.34

D Pol Jugo Bagacera(Residual) 14.56 8.05 6.41 5.35 2.97 1.96

Cálculos:1 Pza. Jugo Bagacera(Residual) 88.082 75.872 75.235 70.861 73.697 83.761

2 Brix en el Bagazo 9.048 9.358 6.207 4.572 3.582 2.364

3 % Fibra en el Bagazo 36.692 36.582 40.323 43.148 45.278 46.966

4 % de Bagazo en Caña 33.441 33.541 30.429 28.437 27.099 26.125

5 Pol entrando al molino 11.100 3.331 2.381 1.421 0.921 0.715

6 Pol saliendo del molino 2.665 2.381 1.421 0.921 0.715 0.517

7 Pol extraído en el molino 8.435 0.949 0.960 0.500 0.206 0.198

8 % Extracción en cada molino 75.99 28.50 40.33 35.16 22.35 27.70

% Ext. esperada en c/molino 75.00 40.00 27.50 20.00 20.00 21.00

9 Extracción en el tandem de molinos =95.340

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

INGENIO EL SALVADORComportamiento AR (Azucares Reductores)

Jugo Desmenuzado y Jugo Mezclado2010-2011

ARD ARM Polinómica (ARD) Polinómica (ARM)

Mezclado

Desmenuzado

POTENCIALES PERDIDAS POR INVERSION EN MOLINOS ??

1.25

1.75

2.25

2.75

3.25

3.75

4.25

INGENIO AZUCARERO

Zafra 2010-2011

Comparativo Sacarosa y Pol en Bagazo

% Sacarosa Pol Polinómica (% Sacarosa) Polinómica (Pol)

83.00

84.00

85.00

86.00

87.00

88.00

89.00 INGENIO AZUCARERO

Zafra 2010-2011

Comparativo Pureza Real y Aparente

Jugo Primario

Pza. HPLC Pza. Aparente

RE-ENFOCANDONOS ESPECIFICAMENTE EN LA EXTRACCION EN MOLINOS……

La extracción sólido-líquido:es una operación para separar los constituyentes solubles de un sólido inerte con un solvente.

Preparación del sólido:

1. El éxito de una lixiviación y la técnica que se va a utilizar dependen con mucha frecuencia de cualquier tratamiento anterior que se le pueda dar al sólido

2. Los cuerpos vegetales tienen una estructura celular, los productos naturales que se van a lixiviar a partir de estos materiales se encuentran generalmente dentro de las células.

Preparación del sólido….

3. Si las paredes celulares permanecen intactas después de la exposición a un disolvente adecuado, entonces en la acción de lixiviación interviene la ósmosis del soluto a través de las paredes celulares y esto puede ser un proceso lento.

Velocidad de extracción

La velocidad de extracción es afectada por los siguientes factores:TemperaturaConcentración del solventeTamaño de las partículasPorosidadAgitación

Al aumentar la temperatura se aumenta la velocidad porque la solubilidad es mayor, el aumento de temperatura es muy usado en procesos de reacción química. La temperatura máxima para cada sistema está limitada por: el punto de ebullición del solvente, el punto de degradación del producto o del solvente, solubilidad de impurezas y por economía

La concentración del solvente es importante parasoluciones acuosas, debido a la saturación y a laexistencia de reacciones químicas, es de pocaimportancia cuando la extracción es controlada pordifusión.

La reducción de partículas tiene granimportancia, porque aumenta el área de contacto ydisminuye el tiempo necesario para laextracción, sobre todo para sólidos de bajaporosidad

La porosidad permite que el líquido penetre a través delos canales formados por los poros dentro delsólido, aumentando así el área activa para la extracción.

La agitación dá una mayor eficiencia en la extraccióndebido a que disminuye la película de fluido que cubrela superficie del sólido en reposo y que actúa como unaresistencia a la difusión.

En los procesos de lixiviación deberá considerarse como condición deequilibrio aquella que se presenta cuando todo el soluto es disuelto enel solvente

Puesto que la condición de equilibrio se presenta cuando el solutoestá completamente disuelto en el solvente, la concentración delsoluto en el líquido remanente deberá ser la misma que en lasolución separada del sólido

Sean:

A= solvente

B= sólido puro insoluble, libre de soluto y solvente.

C= soluto

x= fracción en peso (o en masa) en la fase líquida.

y= fracción en peso (o en masa) en la fase sólida.

De acuerdo con la definición de fracción másica descrita se tiene que:

y = Cs / (As +Cs) x = C1 / (A1 + C1)

Cs: soluto que se encuentra en la fase sólida, ya sea que esté presente en la estructura del

sólido o disuelto en el líquido asociado.

As: solvente asociado a la fase sólida.

C1: soluto disuelto en la fase líquida.

A1: solvente, en la fase líquida

El uso del agua de imbibición estudiada conprofundidad por Hugot, Honig y Jenkins citadospor Hugot [1967] y más recientemente Gil Ortiz[Cuba 2000], Castellanos y Romero citados porGonzález Perez [Cuba 2002], entreotros, concuerdan en utilizar una cantidad deagua de imbibición igual a dos veces la fibra encaña, incluso hay referencias [1-6] que hablan devalores superiores

Aún cuando el bagazo se someta a presionesconsiderables y repetidas, no cede jamás todo eljugo que contiene. Tiende hacia una humedadmínima, 50 % en general, 45 % en los casos másfavorables [Hugot], pero conserva siempre unafracción importante del jugo, que representaaproximadamente, la mitad de su peso

Para extraer la mayor cantidad posible del azúcar contenido en ese jugo debe recurrirse a un artificio: si no es posible disminuir la humedad se hará lo posible por reemplazar el jugo que la constituye, por agua, este artificio lo constituye la "imbibición". Cuando se trabaja a la presión seca, el límite de extracción se obtiene muy rápidamente, después de la desmenuzadora y el primer molino la humedad del bagazo se ha reducido ya a cerca del 60 %; después del segundo molino la humedad se aproxima a 50 y del tercero en lo adelante no baja más allá de 45 %; puede considerarse que se ha obtenido por simple presión la máxima extracción posible

Si en este momento se agrega agua, uniformemente, ésta se distribuye dentro del bagazo y diluye el jugo que contiene. El molino siguiente volvería a llevar al bagazo a la humedad límite, es decir, alrededor de 45 %. Sin embargo, esta humedad ya no estará constituida por jugo absoluto sino por jugo diluido, en esta forma se habrá extraído azúcar. La operación puede repetirse.

La imbibición puede ser simple o compuesta, es simple cuando se agrega agua al bagazo después de cada molino. Este sistema de agua de imbibición consume mucha agua, que es necesario evaporar más tarde, el jugo diluido obtenido del último molino es casi agua, debe tomarse, entonces, para enviarlo al molino penúltimo. En este caso se le llama imbibición compuesta, la que en este caso es doble.

La imbibición compuesta consiste en aplicar agua antes del último molino, retornando al jugo obtenido de éste, al penúltimo; el jugo del penúltimo al precedente, y así sucesivamente. El jugo obtenido del primer molino de presión húmeda va a la fabricación junto con el jugo de presión seca

Por mucho tiempo se creyó que la imbibición con agua caliente tenía la desventaja de aumentar la proporción de ceras que pasaba al jugo mezclado, sin embargo, Honig en el 8vo International Society of Sugar Cane Technologists Congress. ISSCT da los resultados de experimentos en Java, los que no concluyen que la imbibición con agua caliente a 85 - 95 oC extraiga más cera que a 28 oC, La proporción varía de 30 - 45 % en ambos casos, pero no se afecta notablemente con la temperatura del agua de imbibición [4]

La temperatura conveniente del agua de imbibición es entre 80 - 85 oC. [4]

180.00

185.00

190.00

195.00

200.00

205.00

210.00

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225.00

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240.00

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Semanas de zafra

Ingenio Azucarero

Extraccion Pol%Caña Extrac J.Diluido Indic.Prep.A Rend Ind

180.00

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190.00

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200.00

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210.00

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225.00

230.00

235.00

240.00

93.00

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Semanas de zafra

Ingenio Azucarero

Extraccion Pol%Caña Extrac J.Diluido Rend Ind

180.00

185.00

190.00

195.00

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205.00

210.00

215.00

220.00

225.00

230.00

235.00

240.00

60.0061.0062.0063.0064.0065.0066.0067.0068.0069.0070.0071.0072.0073.0074.0075.0076.0077.0078.0079.0080.0081.0082.0083.0084.0085.0086.0087.0088.0089.0090.0091.0092.0093.0094.0095.0096.0097.0098.0099.00

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Dias de Zafra

Ingenio Azucarero

Extrac J.Diluido Jugo%caña (core) Rend Ind

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190.00

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205.00

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124

Dias de Zafra

Ingenio Azucarero

Extrac J.Diluido Rend Ind

20.00

22.00

24.00

26.00

28.00

30.00

93.00

94.00

95.00

96.00

97.00

98.00

99.00

100.00

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29

33

37

41

45

49

53

57

61

65

69

73

77

76

80

84

88

92

96

100

104

108

112

116

120

124

Dias de Zafra

Ingenio Azucarero

Extrac J.Diluido imbibición%caña

180.00

190.00

200.00

210.00

220.00

230.00

240.00

20.00

21.00

22.00

23.00

24.00

25.00

26.00

27.00

28.00

29.00

Ingenio Azucarero

imbibición%caña Rend Industrial

PROCESO DE LIXIVIACION (IMBIBICION) O EXTRACCION DE SACAROSA DEL BAGAZO DE

CAÑA

EL CASO: 1 Lb/TC más extraída genera US$5,000 más por día !!!

HIPOTESIS: Es posible extraer 1 o más Lb/TC más, a través de controlar variables relacionadas al proceso !!!

INVESTIGACION TECNOLOGICAAGROINDUSTRIAL AZUCARERA 2011

Investigaci�n Estad�stica 1 - Pol Bagazo vrs Imbibici�n%25 ca�a y Ext Diluida.pdf

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